动力电池热管理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种动力电池热管理方法及系统，其中的方法包括：获取动力电池中每一电池单体的温度tn，其中n为整数且1＜n≤N，N为动力电池中电池单体的总数；获取动力电池中电池单体的平均温度T1以及单体最大温差T2，其中T2＝Max(|tn‑T1|)；若平均温度T1小于温度上限阈值且单体最大温差T2大于单体温差上限阈值，则控制冷却组件以第一速度运转以消除不同电池单体之间的温度差，第一速度大于速度阈值，其中速度阈值根据实际情况可选择为额定速度的50％以上，其中第一速度越高所需要的冷却时间越低。也即，各个电池单体之间的温度差较大时，先进入不均衡冷却模式以先保证各个电池单体的温度达到一致状态，以提高动力电池的输出功率最大化且提高其使用寿命。

Heat management method and system for power battery

The invention provides a power battery heat management method and system, in which the method includes: obtaining the temperature TN of each cell monomer in the power battery, in which the n is an integer and 1 < n < N, N is the total number of the cell monomer in the power battery; the average temperature T1 of the cell monomer in the power battery and the maximum temperature difference T2 of the monomer are obtained, including T2. = = Max (|tn T1|); if the average temperature T1 is less than the upper limit of the temperature limit and the maximum temperature difference T2 of the monomer is greater than the upper limit of the upper limit of the single body temperature difference, the control cooling component operates at the first speed to eliminate the temperature difference between the different cell monomers. The first speed is greater than the velocity threshold, in which the speed threshold can be selected as the rate according to the actual conditions. The higher the first speed is, the lower the cooling time required is 50%. In other words, when the temperature difference between the various battery monomers is larger, the advanced unbalanced cooling mode is used to ensure that the temperature of each cell monomer reaches the same state first in order to improve the power battery output power maximization and improve its service life.

【技术实现步骤摘要】
动力电池热管理方法及系统
本专利技术涉及新能源汽车中电池热管理
，具体涉及一种动力电池热管理方法及系统。
技术介绍
电动汽车中采用动力电池作为其整车运行的能量来源，其具有节能且智能的显著特点。众所周知，动力电池在提供电能的过程中，其自身温度会上升，如果动力电池的温度过高会影响到其正常使用，严重时还可能会影响到行车安全。目前已有的对于动力电池进行温度调节的热管理冷却系统，主要是依靠动力电池整体的当前温度值、动力电池能够工作在最佳状态的理想温度值来判断是否需要对动力电池进行冷却。如果二者差值过大则启动冷却功能使动力电池的温度降低并接近理想温度值。否则便不会启动冷却功能。上述的冷却方法仅关注动力电池整体的温度变化，但是动力电池内部包括多个电池单体，即便是将动力电池整体温度降低到一个理想温度值，不同电池单体之间的温度值也可能存在一定的偏差，这种情况下会影响到动力电池的能量输出效率，不但起不到较好的节能效果还可能会影响到动力电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于现有技术中电池冷却方式存在动力电池节能效果差、使用寿命短，进而提供一种动力电池热管理方法及系统。为此，本专利技术提供一种动力电池热管理方法，包括如下步骤：获取动力电池中每一电池单体的温度tn，其中n为整数且1＜n≤N，N为动力电池中电池单体的总数；获取所述动力电池中电池单体的平均温度T1以及单体最大温差T2，其中T2＝Max(|tn-T1|)；若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2大于单体温差上限阈值，则控制冷却组件以第一速度运转以消除不同电池单体之间的温度差，所述第一速度大于预设速度阈值。以上方案中，通过设置单体温度上限阈值来判断电池单体温度与电池单体平均温度之间的差值是否在适当的范围内，如果其不在适当的范围内说明动力电池内部电池单体之间的温度差过大会影响到动力电池输出动力并且影响其使用寿命，在此基础上首先通过控制冷却组件以大于预设速度阈值的第一速度运转即高速运转(其中的速度阈值可以依据车辆的实际运行情况进行动态的调整，也可以为一固定值预先存储，其目的是使冷却组件高速运转以在很短的时间内降低冷却液的温度)，以尽快降低冷却液的温度到一个低值，动力电池中的各个电池单体能够迅速与冷却液产生热量交换，从而在较短时间内电池单体温度均可以降低到与冷却液相同的温度值，即实现动力电池中的各个电池单体之间的温度相一致，有效提高动力电池的输出功率并延长其使用寿命。可选地，上述的动力电池热管理方法中，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等于单体温差上限阈值，则还包括如下步骤：获取冷却装置进液口与排液口的温差变化率TT1，TT1＝(T4-T4*)-(T3-T3*)，其中T4为当前检测周期排液口冷却液温度，T4*为前一检测周期排液口冷却液温度，T3为当前检测周期进液口冷却液温度，T3*为前一检测周期进液口冷却液温度；若所述温差变化率TT1大于进出液口变化率上限阈值，则提高冷却组件的运转速度以降低进液口处冷却液的温度。上述方案中，根据排液口冷却液温度变化情况、进液口冷却液温度变化情况判断冷却液自身的状态，如果进口冷却液温度降低的较多、而出口冷却液温度降低的非常少，则说明冷却液对于动力电池的降温作用并不明显，此时加大冷却组件的运转速度以使冷却液的温度进一步降低，以满足动力电池散热的需要。可选地，上述的动力电池热管理方法中，所述当前检测周期进液口冷却液温度T3通过以下步骤得到：根据电池单体的平均温度、动力电池的理想温度和动力电池的物理属性得到动力电池的预估散热量；根据车辆行驶状态得到动力电池的预估产热量；根据所述预估散热量和所述预估产热量得到散热需求；根据所述散热需求、进液口冷却液温度及冷却液的物理属性，得到进液口冷却液温度。以上方案中，通过确定动力电池的散热需求来确定冷却液的温度变化，因为根据能量守恒定律，动力电池需要散出的热量应该与冷却液吸收的热量是一致的。在计算散热需求时不但考虑动力电池当前状态与理想状态之间的差值，同时还考虑车辆的驾驶状态，二者融合后得到动力电池的散热需求，进而根据该散热需求控制冷却组件调节冷却液的温度，使估算结果更加接近真实情况。可选地，上述的动力电池热管理方法中，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等于单体温差上限阈值，则还包括如下步骤：获取电池单体的平均温度与排液口冷却液温度的温差变化率TT2，TT2＝(T1-T1*)-(T4-T4*)；若所述温差变化率TT2大于单体与排液口间温差上限阈值，则降低水泵转速以降低冷却装置中冷却液的流速。上述方案中，当电池单体温度变化比排液口冷却液温度变化高很多时，说明冷却液吸收热量的速度可能无法满足动力电池散发热量的速度，通过降低水泵的运转速度以降低冷却液的流速，从而加大冷却液与动力电池的接触时间，使冷却液尽可能更多地吸收动力电池散发的热量。可选地，上述的动力电池热管理方法中，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等于单体温差上限阈值，则还包括如下步骤：获取电池单体的平均温度变化率TT3，TT3＝T1-T1*，T1为当前检测周期电池单体的平均温度，T1*为前一检测周期电池单体的平均温度；若所述平均温度变化率TT3大于单体温度变化率上限阈值，或者提高冷却组件的运转速度的时长超过所述预设周期，或者降低水泵转速的时长超过所述预设周期，则返回获取动力电池中每一电池单体的温度tn的步骤。上述方案中，通过设置电池单体的平均温度变化率来判断冷却效果，因为前期得到的进液口的冷却液的温度值为估算值，控制冷却组件运转对冷却液进行温度调节其变化也应该遵循一定的规律，如果在这一个过程中电池单体本身的温度值变化非常小，说明前期得到的冷却液进液口温度值的计算结果存在一定误差，此时需要重新进行进液口冷却液的温度进行估算，从而能够保证冷却效果。进一步地，通过每个预设周期重新确定动力电池散热量与冷却液吸收热量的关系对水泵的转速进行调整，能够尽可能地消除累积误差，提高冷却过程中的容错率，最终达到节能且智能的效果。可选地，上述的动力电池热管理方法中，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等于单体温差上限阈值，则还包括如下步骤：若所述平均温度T1小于冷却关闭阈值，则退出冷却模式。上述方案中，通过实时确定动力电池中电池单体平均温度与冷却关闭阈值之间的关系，以及时地退出冷却模式，从而降低冷却过程所消耗的能量。可选地，上述的动力电池热管理方法中，还包括如下步骤：若所述平均温度T1大于或等于所述温度上限阈值则控制冷却组件以第二速度运转，所述第二速度小于所述第一速度。以上方案中，如果动力电池中电池单体的平均温度高于一定阈值，可直接进入对动力电池进行冷却的冷却模式。也即，在确定动力电池单体温度高于设定值时直接进入冷却模式，从而保证动力电池的正常工作。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令信息，计算机通过读取所述指令信息后可执行以上任一项所述的动力电池热管理方法。本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有指令信息，至少一个所述处理器读取所述指令信息后可执本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池热管理方法，其特征在于，包括如下步骤：获取动力电池中每一电池单体的温度tn，其中n为整数且1＜n≤N，N为动力电池中电池单体的总数；获取所述动力电池中电池单体的平均温度T1以及单体最大温差T2，其中T2＝Max(|tn‑T1|)；若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2大于单体温差上限阈值，则控制冷却组件以第一速度运转以消除不同电池单体之间的温度差，所述第一速度大于预设速度阈值。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池热管理方法，其特征在于，包括如下步骤：获取动力电池中每一电池单体的温度tn，其中n为整数且1＜n≤N，N为动力电池中电池单体的总数；获取所述动力电池中电池单体的平均温度T1以及单体最大温差T2，其中T2＝Max(|tn-T1|)；若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2大于单体温差上限阈值，则控制冷却组件以第一速度运转以消除不同电池单体之间的温度差，所述第一速度大于预设速度阈值。2.根据权利要求1所述的动力电池热管理方法，其特征在于，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等于单体温差上限阈值，则还包括如下步骤：获取冷却装置进液口与排液口的温差变化率TT1，TT1＝(T4-T4*)-(T3-T3*)，其中T4为当前检测周期排液口冷却液温度，T4*为前一检测周期排液口冷却液温度，T3为当前检测周期进液口冷却液温度，T3*为前一检测周期进液口冷却液温度；若所述温差变化率TT1大于进出液口变化率上限阈值，则提高冷却组件的运转速度以降低进液口处冷却液的温度。3.根据权利要求2所述的动力电池热管理方法，其特征在于，所述当前检测周期进液口冷却液温度T3通过以下步骤得到：根据电池单体的平均温度、动力电池的理想温度和动力电池的物理属性得到动力电池的预估散热量；根据车辆行驶状态得到动力电池的预估产热量；根据所述预估散热量和所述预估产热量得到散热需求；根据所述散热需求、进液口冷却液温度及冷却液的物理属性，得到进液口冷却液温度。4.根据权利要求1-3任一项所述的动力电池热管理方法，其特征在于，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等于单体温差上限阈值，则还包括如下步骤：获取电池单体的平均温度与排液口冷却液温度的温差变化率TT2，TT2＝(T1-T1*)-(T4-T4*)；若所述温差变化率TT2大于单体与排液口间温差上限阈值，则降低水泵转速以降低冷却装置中冷却液的流速。5.根据权利要求1-3任一项所述的动力电池热管理方法，其特征在于，若所述平均温度T1小于温度上限阈值且所述单体最大温差T2小于或等...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹育隆，李明阳，刘志鹏，罗石，
申请(专利权)人：威马智慧出行科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31